CN104110313B - 发动机停机过程中的双燃料共轨减压及其应用的机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机停机过程中的双燃料共轨减压及其应用的机器。具体地，一种机器包括由共轨燃料喷射器提供燃料的压燃发动机，共轨燃料喷射器主要喷射通过液体柴油燃料的小先导喷射压燃的天然气燃料。在发动机停机指令通讯到电子控制器时，气体燃料到气体轨的供应被停止，并且气体燃料共轨通过继续运转发动机来减压，并且在指令液体压力大于气体压力的同时喷射气体和液体燃料。在气体轨压力已经实现可接受的停机压力之后，发动机被停止。气体轨压力接着减小到大气压力，随后在停止发动机之后液体燃料共轨减小到大气压力。

Description

发动机停机过程中的双燃料共轨减压及其应用的机器
技术领域
本发明总体涉及装备有双燃料压燃发动机的机器，更具体地涉及发动机停机过程中的共轨减压策略。
背景技术
天然气日益变成用于为内燃发动机提供燃料的有吸引力的替代品。在一个具体例子中，压燃发动机主要通过直接喷射到每个发动机气缸内的来源于气体燃料共轨的天然气以及来自液体燃料共轨的液体柴油燃料来提供燃料。两种燃料从相同燃料喷射器喷射，并且相对大充量的气体燃料通过压燃小先导喷射量的液体燃料来点燃。在两种燃料从单个燃料喷射器喷射时，存在气体燃料迁徙到液体侧的可能性，或反过来，这会造成燃料系统的适当操作的破坏。共同所有的美国专利申请公开No.2012/0285417示出这种双燃料系统的例子。在典型操作过程中，液体燃料压力保持大于气体燃料压力，以禁止气体燃料迁徙到燃料系统的液体燃料侧。液体燃料共轨内的压力会由于液体燃料的相对不可压缩性而快速改变。然而，由于气体燃料的高度可压缩本质，改变气体燃料共轨内的压力要困难的多。在保持禁止气体燃料迁徙进入燃料系统的液体燃料侧的压力差的同时，在停机时为气体燃料共轨减压而不使大量气体排出到大气会很困难。
本发明针对以上提出的一个或多个问题。
发明内容
在一个方面，使发动机停机的方法包括将来自燃料喷射器的气体喷嘴出口组的气体燃料和来自液体喷嘴出口组的液体燃料直接喷射到多个发动机气缸的每个气缸内。喷射液体燃料在相应发动机气缸内压燃。响应于液体燃料的压燃，喷射的气体燃料在相应发动机气缸中点燃。响应于接收发动机停机指令的通讯，电子控制器执行发动机停机算法。在运转发动机的同时，响应于发动机停机算法的执行，气体燃料共轨内的气体压力被减小到停机压力以下，并且指令液体燃料共轨内的液体压力大于气体压力。减小气体压力包括停止气体燃料供应到气体燃料共轨，随后将气体燃料喷射到发动机气缸内。响应于发动机停机算法的执行，在气体压力减小到停机压力之后，发动机停止。在停止发动机之后，液体燃料共轨减小到大气压力。
在另一方面，发动机包括限定多个气缸的发动机壳体。活塞定位成在每个气缸内往复运动，以限定大于14：1的压缩比。具有气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组的唯一一个燃料喷射器定位成直接喷射到多个气缸的每个气缸内。气体燃料共轨和液体燃料共轨分别流体连接到每个燃料喷射器的第一燃料入口和第二燃料入口。电子控制器包括发动机停机算法，发动机停机算法被构造成在运转发动机的同时，将气体燃料喷射到发动机气缸内以便将气体燃料共轨内的气体压力减小到停机压力以下，指令液体燃料共轨内的液体压力大于气体压力，并接着停止发动机。随后液体燃料共轨内的压力减小到大气压力。
在又一方面，发动机可以支承在机器的机器主体上。
附图说明
图1是根据本发明的机器的侧立视图；
图2是根据本发明的另一方面的发动机的示意图；
图3是图2所示的发动机的一部分的透视图；
图4是经过图3所示的发动机的一部分的剖视透视图；
图5是用于将气体和液体燃料供应到单独燃料喷射器的同心套管组件的剖视侧视图；
图6是图2-5的发动机的燃料喷射器的前部剖视图；
图7是图6的燃料喷射器的一部分的放大前部剖视图；
图8是根据本发明的另一方面的发动机停机算法的逻辑流程图。
具体实施方式
开始参考图1，机器10包括支承在输送机构15上的机器主体11。在所示实施方式中，机器10示出为采矿卡车，并且输送机构15示出为轮。不过，本领域普通技术人员将理解到根据本发明的机器可采取多种广泛形式，包括但不局限于履带车辆，并甚至可以是航海船舶。机器10包括定位有传统按键开关13的操作者站。按键开关13可以在按键接通和按键断开位置之间运动，以便机器10的操作。在所示实施方式中，机器10还包括可以相对于机器主体11在所示的行驶构型和倾卸构型之间以本领域已知的方式枢转的倾卸主体14。根据本发明，机器10装备有采用两种不同燃料的压燃发动机（见下文）。特别是，双燃料发动机采用被压燃以便继而点燃更大充量的气体燃料（例如天然气）的小先导喷射量的液体柴油燃料。
另外参考图2-5，机器10装备有双燃料发动机20，其包括限定多个发动机气缸22的发动机主体21。虽然图1中未示出，发动机20以本领域已知的方式支承在机器主体11上。活塞23在每个气缸22内往复运动以限定大于14：1的压缩比，该压缩比通常与适用于压燃喷射的液体柴油燃料的压缩比相关。在所示实施方式中，发动机20包括二十个发动机气缸22。然而，本领域普通技术人员将理解到具有任何数量的气缸的发动机也落入本发明的意图范围内。双燃料共轨系统29包括唯一一个燃料喷射器30，其定位成直接喷射到多个发动机气缸22的每个气缸内。双燃料共轨系统29包括分别流体连接到每个燃料喷射器30的气体燃料入口101和液体燃料入口102的气体燃料共轨40和液体燃料共轨41。双燃料共轨系统29包括气体供应和压力控制装置43，其将气体燃料供应到气体燃料共轨40并控制气体燃料共轨内的压力。气体供应和压力控制装置43可包括具有流体连接到可变递送低温泵36的出口的加压低温液化天然气罐31，并还可包括热交换器32、蓄能器33、气体过滤器34和控制气体燃料共轨40内的气体燃料压力的燃料调节模块35。液体供应和压力控制装置44可包括柴油燃料罐37、燃料过滤器38和将液体燃料供应到液体燃料共轨41并控制液体燃料共轨41内的压力的电子控制的高压燃料泵39。关断阀45可定位成将气体燃料共轨40与气体燃料供应和压力控制装置43的供应部分（即蓄能器33和低温泵36）隔离。电子控制器50可与关断阀45、液体供应和压力控制装置44、气体供应和压力控制装置43以及每个燃料喷射器30控制连通。
虽然不是必要的，气体燃料共轨40和液体燃料共轨41可由与液体燃料管线52和气体燃料管线53串联连接的多个菊花链接的块体51构成。液体和气体燃料可通过包括定位在外部套管56内的内部套管55的同轴套管组件54供应到单独的燃料喷射器30。液体燃料经由内部套管55供应到燃料喷射器30，并且气体燃料在内部套管55和外部套管54之间的空间内供应到燃料喷射器30。载荷调节夹57可以用于每个块体51，以便推动同轴套管组件54，使得内部套筒55和外部套管56就座在每个燃料喷射器30的公共锥形座27上。
另外参考图6，示出用于发动机20的示例性燃料喷射器30。燃料喷射器30包括限定用于气体燃料的气体燃料入口101和用于液体燃料的液体燃料入口102的喷射器主体100，燃料入口都经过公共锥形座27开口（图5）。气体燃料入口101经由图6的剖视图未示出的通道流体连接到布置在喷射器主体100内的气体喷嘴室114。同样，液体燃料入口102经由图6的剖视图未示出的通道流体连接到液体喷嘴室115。在所示的实施方式中，液体喷嘴室115通过与气体止回阀构件110相关的止回引导区域118与气体喷嘴室114分离。虽然存在其他位置，例如同轴套管54接触喷射器主体100的公共锥形座27的地方，在存在于止回引导区域118内的引导间隙内可能具有一种燃料到另一种燃料的迁徙。如背景技术所述，气体燃料从气体喷嘴室114到液体喷嘴室115的迁徙可通过将液体燃料共轨41内的液体燃料压力保持高于气体燃料共轨40内的压力来禁止。例如，在额定情况下，液体燃料轨41可以保持在大约40MPa，而气体燃料共轨可以保持在大约35MPa。在本发明的范围内可以允许希望压力差的不显著逆转。因此，这种压力差可禁止气体燃料迁徙到液体燃料内，但是可允许少量液体燃料沿着引导区域118从液体喷嘴室115迁徙到气体喷嘴室114。这种少量的泄漏可有利于润滑止回引导区域118和与气体止回阀构件110相关的座108。在怠速情况下，目标轨压力可以显著小于额定情况。
喷射器主体100限定气体喷嘴出口组103、液体喷嘴出口组104和排放出口105。布置在喷射器主体100内的是第一控制室106和第二控制器107。气体止回阀构件110具有暴露于第一控制室106内的流体压力的关闭液压表面112。气体止回阀构件110能够在所示的接触第一喷嘴座108以流体阻断气体燃料入口101与气体喷嘴出口组103的关闭位置和与第一喷嘴座108脱离接触以便将气体燃料入口101流体连接到气体喷嘴出口组103的打开位置之间运动。第一控制室106可以部分通过第一套筒111限定。
液体止回阀构件120具有暴露于第二控制室107内的流体压力的关闭液压表面121。液压止回阀构件120能够在所示的接触第二喷嘴座113以流体阻断液体燃料入口102与液体喷嘴出口组104的关闭位置和与第二喷嘴座113脱离接触以便将液体燃料入口102流体连接到液体喷嘴出口组104的打开位置之间运动。第二控制室107可通过第二套筒122部分限定。因此，气体燃料经过气体喷嘴出口组103的喷射通过气体止回阀构件110的运动来帮助，而液体燃料经过液体喷嘴出口组104的喷射通过液体止回阀构件120的运动来帮助。本领域普通技术人员将理解到会期望第一喷嘴出口组103和第二喷嘴出口组104分别包括围绕相应中心线以本领域已知方式布置的六个喷嘴出口。然而，喷嘴出口组103、104可分别包括少至一个出口，或者以任何布置的任何数量的喷嘴出口，而不偏离本发明。
第一控制阀构件130定位在喷射器主体100内，并能够沿着公共中心线125在第一控制室106与排放出口105流体阻断的第一位置和第一控制室106流体连接到排放出口105的第二位置之间运动。在第一控制室106流体连接到排放出口105时，第一控制室106内的压力降低，释放关闭液压表面112上的压力，以允许气体止回阀构件110提升，以帮助气体燃料经过气体喷嘴出口组103喷射。第二控制阀构件135定位在喷射器主体100内并能够沿着公共中心线125在第二控制室107与排放出口105流体阻断的第一位置和第二控制室107流体连接到排放出口105的第二位置之间运动。在第二控制室107流体连接到排放出口105时，作用在关闭液压表面121上的流体压力释放，以允许液体止回阀构件120提升到打开位置，以帮助液体柴油燃料经过液体喷嘴出口组104喷射。
在所示实施方式中，第一控制阀构件130和第二控制阀构件135通过公共中心线125相交。相应的控制阀构件130、135可以分别通过包括第一线圈147和第二线圈148的第一电致动器和第二电致动器运动到其相应的第一位置和第二位置之一。控制阀构件130、135可以通过公用偏置弹簧146偏置到其相应的第一位置。第一电枢141可以附接到与第一控制阀构件130接触的推动件145。第一电枢141、推动件145和第一控制阀构件130可以通过公用偏置弹簧146被偏置到与可以是平座的第一阀座150接触的所示位置。因此，第一电枢141可以认为可操作地联接成使第一控制阀构件130运动。第二电枢142可操作地联接成通过推动件143运动第二控制阀构件135。公用定子144容纳第一线圈147和第二线圈148，并使第一电枢141与第二电枢142分离。
现在另外参考图7的放大视图，第一控制阀构件130分别在第一位置和第二位置与第一阀座150接触和脱离接触。同样，第二控制阀构件135分别在其第一位置和第二位置处与第二阀座155接触和脱离接触。在所示实施方式中，第一阀座150和第二阀座155中的至少一个可以是平座。但是，一个或另一阀座可以是锥形座。在安装在公共定子144内的上部线圈147被激励时，电枢141和推动件145向下运动，允许控制通道133内的高压推动第一控制阀构件130与第一阀座150脱离接触，从而将控制室106流体连接到排放出口105。在所示实施方式中，第一控制室106可经由F孔口160和Z孔口161总是流体连接到液体燃料入口102内的高压。相应F孔口160和Z孔口161的上游端可以经由剖视图未示出的通道流体连接到液体燃料入口102。第一控制室106经由所谓的A孔口163流体连接到控制通道133。因此，在第一控制阀构件130提升离开第一阀座150时，第二燃料入口102经过彼此流体并联的Z-A路径116和F路径117变得流体连接到排放出口105。Z-A路径116包括串联的Z孔口161、第一控制室106和A孔口163，并且F路径包括F孔口160。在打开时，液体燃料入口102内的高压将经由Z孔口161和F孔口160直接流体连接到排放出口105。但是，在简短延迟之后，与排放出口105的连接足以降低控制室106内的压力，以允许气体止回阀构件110提升和打开，以开始气体喷射事件。在第一控制阀构件130向上运动以关闭第一阀座150时，通过F孔口160和Z孔口161帮助的与高压液体燃料入口102的流体并联连接被关闭，以允许压力在控制室106内快速建立，从而突然结束气体喷射事件。
第二控制室107可经由F孔口170和Z孔口171总是流体连接到液体燃料入口102内的高压。相应F孔口170和Z孔口171的上游端经由剖视图内未示出的通道流体连接到液体燃料入口102。第二控制室107经由所谓的A孔口173流体连接到控制通道134。因此，在第二控制阀构件135运动离开第二阀座155时，第二燃料入口102经过彼此流体并联的Z-A路径126和F路径127变得流体连接到排放出口105。Z-A路径126包括串联的Z孔口171、第二控制室107和A孔口163，并且F路径包括F孔口170。在打开时，液体燃料入口102内的高压将经由Z孔口171和F孔口170直接流体连接到排放出口105。然而，在简短延迟之后，与排放出口105的连接足以降低控制室107内的压力，以允许液体止回阀构件120提升并打开，从而开始液体喷射事件。在第二控制阀构件135运动以关闭第二阀座155时，通过F孔口170和Z孔口171帮助的与高压第二燃料入口102的流体并联连接允许压力在控制室107内快速建立，以突然结束液体喷射事件。
本领域普通技术人员将理解到所示实施方式采用液体柴油燃料控制气体止回阀构件110和液体止回阀构件120的运动，以分别帮助控制气体燃料喷射事件和液体柴油燃料喷射事件。虽然从图6容易理解，第一Z孔口161、第一A孔口163、第一F孔口160、第二Z孔口171、第二A孔口163和第二F孔口171都可具有相同大小等级的相应流动面积。换言之，孔口都不具有大于所述孔口的任何其他一个孔口的流动面积十倍的流动面积。本领域普通技术人员将理解到喷射器主体100可由以喷射器堆叠形式布置的多个部件构成。在所示实施方式中，喷射器堆叠包括孔口盘109。如图7最佳示出，第一Z孔口161、第一A孔口163、第一F孔口160、第二Z孔口171、第二A孔口173和第二F孔口170都可通过孔口盘109限定。这种策略可用来将所有这些准确钻孔的孔口定位在单个燃料喷射器部件内。虽然不是必须的，第一控制阀构件130和第二控制阀构件135都可以是由适当陶瓷材料制成的可互换的相同部件。
在所示实施方式中，气体止回阀构件110和液体止回阀构件120并排且间隔开。不过，本领域普通技术人员将理解到该结构可以是不同的。例如，相对于公共中心线同心的双同心止回阀构件也可落入本发明的范围内。
每个燃料喷射器30具有液体燃料入口102与排放出口105流体阻断的断开构型。每个燃料喷射器30具有液体燃料入口102经过第一控制阀构件130流体连接到排放出口105的气体喷射构型。每个燃料喷射器具有液体燃料入口102经过第二控制阀构件135流体连接到排放出口105的液体喷射构型。在一个或另一控制阀构件130和135被非常简短地致动时，燃料喷射器30也可认为具有液体燃料入口102流体连接到排放出口105而不打开相应的液体喷嘴出口组104或气体喷嘴出口组103的干烧构型。本领域普通技术人员将理解到因为在控制阀构件130和135打开时和相应止回阀110和120响应并运动到其打开位置时之间存在简短的时间延迟，干烧构型是可能的。换言之，如果控制阀只简短打开并随后快速重新关闭，少量液体燃料可朝着排放出口105逃逸经过控制阀构件130、135，而相应止回阀构件110、120不运动以造成喷射事件。
除了电子控制器50包括用于在双燃料模式下以多种速度和载荷操作发动机20的多种控制算法，本发明还教导了为电子控制器装备有发动机停机算法，其被构造成在运转发动机的同时，将气体燃料喷射到发动机气缸22内，以便将气体燃料轨40内的气体压力减小到停机压力以下，并指令液体燃料共轨41内的液体压力大于气体压力。在气体压力达到停机压力时，发动机停机算法的执行将停止发动机。随后，液体燃料共轨内的压力可减小到大气压力。与发动机停机算法相关的一种策略在于减小对于将天然气排出到大气以作为减小气体燃料共轨40内的气体压力的策略的依赖。相反，本发明可教导在发动机停止之前使气体燃料共轨40内的大部分剩余气体燃烧的停机策略。
工业实用性
本发明广泛地适用于采用两种不同流体的共轨以递送气体和液体燃料到与每个发动机气缸相关的单个燃料喷射器的任何发动机。本发明具体地适用于作为发动机停机过程一部分的为共轨减压的策略。最后，本发明针对停机减压策略，其减小了对于将天然气排出到大气以实现减压的需要的依赖，且可以消除这种需要。
气体燃料通过相应的同轴套管组件54从气体燃料共轨40供应到多个燃料喷射器30的每个燃料喷射器。同样，来自液体燃料共轨41的液体燃料通过相同的相应同轴套管组件54供应到多个燃料喷射器30的每个燃料喷射器。在操作时，响应于从电子控制器50通讯到燃料喷射器30的气体燃料喷射信号，气体燃料从每个燃料喷射器30喷射到发动机气缸22内。特别是，气体燃料喷射事件通过激励上部电致动器（上部线圈147）以使电枢141和第一控制阀构件130向下运动与第一阀座150脱离接触来开始。这将控制室106流体连接到排放出口105，以减小作用在关闭液压表面112上的压力。气体燃料止回阀构件110接着提升与第一喷嘴座108脱离接触，从而开始气体燃料从气体喷嘴出口组103喷射。喷射事件通过停止上部电致动器的激励以允许电枢141和控制阀构件130在弹簧146的作用下向上运动返回接触从而关闭第一阀座150来结束。在出现这种情况时，压力在控制室106内突然升高，作用在关闭液压表面112上，以推动气体止回阀构件110向下返回与座108接触，从而结束气体燃料喷射事件。
同样，响应于来自电子控制器50的液体燃料喷射信号，来自燃料喷射器30的液体燃料从相同的燃料喷射器30直接喷射到发动机气缸22。特别是，液体燃料喷射事件通过激励下部线圈148以使电枢142沿着公共中心线125向上运动来开始。这造成推动件143使第二控制阀构件135运动与第二阀座155脱离接触。这继而释放控制室107内的压力，允许液体止回阀构件120提升与第二喷嘴座113脱离接触，以便从液体喷嘴出口组104开始液体燃料喷射事件。为了结束液体喷射事件，下部电致动器（下部线圈148）停止激励。在完成此动作时，公用偏置弹簧146推动电枢142和第二控制阀构件135返回与第二阀座155接触，从而关闭控制室107和排放出口105之间的流体连接。在完成此动作时，作用在关闭液压表面121上的压力快速升高，造成液体止回阀构件120向下运动返回与第二喷嘴座113接触，从而结束液体燃料喷射事件。液体和天然气喷射事件都通过将相应的控制室106、107经过流体并联的相应的F孔口160、170和Z孔口161、171流体连接到液体燃料共轨22来结束。
由于其高压缩比（大于14：1），喷射的液体燃料将在相应的发动机气缸22的每个发动机气缸内压燃。响应于液体燃料的压燃，喷射的气体燃料在相应一个发动机气缸内点燃。在机器10和发动机20的操作过程中的一些点处，发动机停机指令将通讯到电子控制器50，例如通过将按键开关13从接通位置运动到按键断开位置。响应于发动机停机指令，电子控制器50可被构造成执行发动机停机算法。发动机停机算法的适当执行将气体燃料共轨内的气体压力减小到停机压力以下，以便减小并可能消除在停机时将气体燃料从气体燃料共轨40排出到大气的需要。为了实现此目的，发动机20在发动机停机算法开始时保持运转，并且响应于压燃小液体柴油喷射，通过喷射和燃烧气体燃料来帮助气体燃料共轨40的减压。因此，并且为了禁止气体燃料迁徙到液体轨内，指令液体燃料共轨41内的液体压力保持大于气体燃料共轨40内的气体压力。另外，响应于发动机停机算法的执行，气体压力的减小通过关闭关断阀45以停止气体燃料到气体燃料共轨40的供应来帮助。由于至少两种考虑，在经由气体燃料喷射事件停止发动机之前，会存在将气体燃料共轨40内的气体压力减小到何种程度的限制。首先，在气缸压力小于气体压力时，气体可只喷射到气缸22内。其次，在气缸内的气体燃料和空气的混合物很稀少而使得先导量的液体柴油燃料的点燃不足以燃烧气缸22内的所有气体燃料时，喷射的气体会可能未燃烧。因此，不可行的是在停止发动机之前喷射和燃烧预定停机压力以下的气体燃料。换言之，在试图在预定停机压力以下的任何正时喷射气体燃料时，气体滑移事件的危险会变成不可接受的高。不过，测试和模拟指出气体燃料共轨40内的90％等级的气体燃料可在发动机停机算法的过程中有效喷射和燃烧，可以在预定停机压力（始终大于大气压力）以下的气体燃料共轨40内留下10％的预停机气体。因此，在气体燃料共轨内的气体压力减小到停机压力以下之后，发动机可以停止。在发动机停止之后，气体燃料共轨内的剩余气体可以多种方式处理，从而将气体燃料共轨40返回到大气压力。例如，剩余气体燃料可以引导到吸收器，引导返回到气体燃料供应系统，在排气堆叠或其他地方燃烧，或者气体燃料共轨40内的剩余气体可以被卸载。作为至少希望的选择，这种最后的少量气体可排出到大气，以完成减压。在气体燃料轨40减压之后，液体燃料共轨41可具有减小到大气压力的压力，以完成发动机停机过程。
在开始发动机停机算法之后，但是在喷射和燃烧液体和气体燃料的同时停止发动机之前，会需要改变气体燃料喷射正时，特别是在停机压力小于上止点（TDC）气缸压力时。本领域普通技术人员将理解到TDC气缸压力对应于燃烧事件之前发动机活塞23位于上止点时的气缸压力，并且主要通过发动机几何结构、压缩比以及发动机接着如何操作（例如增压等）来确定。在正常操作过程中，液体和气体喷射事件将通常在上止点附近进行。然而，随着气体压力减小并开始接近TDC气缸压力，气体燃料喷射事件可以在气缸压力小于TDC气缸压力时的正时进行，以便保持气体燃料共轨40内的气体压力和气缸22内的压力之间的足够压力差，从而帮助在可用的时间内进行有效和实质的气体喷射事件。在一个具体例子中，气体喷射事件的正时可以提前到小于气体滑移正时阈值的角度。气体滑移正时阈值对应于气缸内的气体燃料和空气的混合物变得稀少而使得大部分气体燃料在滑移事件中未燃烧和逃逸时刻。例如，气体滑移正时阈值可以在上止点之前的大约30度的等级。因此，气体燃料喷射事件可以不提前超过该阈值，因为气体滑移事件的危险变得不可接受的高。本发明还教导相对于液体燃料的较高比率的气体燃料通过采用发动机切断策略在给定发动机循环内喷射，在发动机切断策略中，气体燃料和液体燃料在发动机循环中喷射到不是所有的发动机气缸22内。例如，如果发动机20在停机过程中以怠速状况操作，如果只有一半的气缸启用，成比例的更多气体燃料可以喷射和燃烧。如果采用这种选择，出于本领域已知的原因，电子控制器50可在每个发动机循环中经过启用和停用的气缸22的不同组合循环。
在这种情况下，如在其中液体燃料用作控制流体以及喷射流体的所示实施方式中，一些液体燃料在对于每个相应的燃料喷射器的每次气体燃料喷射事件和每次液体燃料喷射事件的过程中运动离开排放出口105。另外，不仅响应于喷射事件，而且在燃料喷射器30置于干烧构型时，一些少量液体燃料增量地运动离开排放出口105，减小了液体燃料共轨41内的压力。因此，本发明还教导在发动机20停止且气体轨压力减压操作已经完成之后，液体燃料共轨可以通过进行足够数量的干烧事件来减压，使得足够量的液体燃料运动到排放出口105，将液体燃料共轨41减压到大气压力。这种策略在采用所谓的零泄漏控制阀的情况下特别重要。不过，许多燃料喷射系统会通过简单地利用小泄露的趋势和预料存在而使液体燃料共轨41内压力自然衰减，从而在发动机停机之后的几秒钟或几分钟内使液体燃料共轨自然减压。
现在参考图8，示出根据本发明的一个方面的与发动机停机算法60相关的逻辑。在椭圆框61开始之后，框62与进行正常操作的发动机20相关，正常操作包括喷射液体燃料，用于压燃，继而点燃较大充量的气体燃料，如上所述。在询问框63处，算法60确定发动机停机指令是否被通讯，例如通过操作者将按键开关运动到手动断开位置。如果没有指令发动机停机，逻辑返回并在框62处继续正常发动机操作。然而，如果通讯发动机停机指令，逻辑推进到框64，其中气体燃料到气体燃料轨40的供应被停止。此步骤可包括关闭关断阀45（见图2）。接着在框65处，指令液体轨压力在发动机停机算法60的执行中保持大于气体轨压力。接着，在询问框66处，确定气体轨压力是否降低到预定停机压力以下。如果不是，逻辑推进到询问框67以确定气体轨压力是否接近TDC气缸压力。如果不是，逻辑推进到框68以确定正常气体和液体喷射正时。这些正常正时可包括在上止点处或附近喷射先导量的液体柴油燃料，并且在液体喷射事件的过程中或在其之后开始气体燃料喷射事件，以帮助扩散燃烧策略。在框69处，液体燃料喷射，并在框70处，气体燃料喷射。随后，逻辑返回到询问框66以确定气体轨压力是否降低到停机压力以下。如果不是，逻辑再次运动到询问框67以便确定气体轨压力是否接近TDC气缸压力。如果是，逻辑推进到框71以确定提前的气体喷射正时，使得气体喷射事件在喷射事件的时刻在气体轨压力显著大于气缸压力时出现。接着，在询问框72处，逻辑确定气体轨压力是否接近停机压力。如果不是，气体燃料在框73处以提前正时喷射，随后液体燃料在框74处喷射。随后，逻辑再次返回到询问框66。随着逻辑再次执行询问66、67和72，气体轨压力将逐渐接近停机压力，并且逻辑可接着运动到框75以便经过气缸切断策略进一步减小气体轨压力。接着，在框76，气体燃料以框71处确定的提前正时喷射到启用气缸。在框77处，液体燃料喷射到启用气缸内。逻辑接着再次返回到询问框66。
最后询问框66将返回到指示气体轨压力最终减压到预定停机压力以下的肯定回答。接着，逻辑将推进到框78并停止发动机。在框79处，现在低于停机压力的气体燃料共轨40内的剩余少量气体（可以是10％）通过一些适当装置减压到大气压力，例如将剩余气体引导到发动机外部的外部燃烧器，将气体引导到吸收器以便在发动机重新起动之后随后提取，卸载气体，使得剩余气体返回到气体燃料供应系统或者本领域已知的一些其他策略。优选地，气体轨减压在不将气体燃料排出到大气的情况下完成，但是本发明没有排除将一些气体燃料排放到大气。在气体轨40已经减压到大气压力之后，液体燃料轨可在框80处由于燃料系统中的小泄露经过自然衰减减压，或者通过采用之前描述的燃料喷射器干烧构型（如果燃料喷射器是所谓的零泄漏燃料喷射器）减压。接着，在椭圆框18处发动机停止算法结束，并且电子控制器50现在准备关机。通过采用本发明的发动机停机策略，气体轨可在气体燃料很少排放或滑移到大气或没有排放或滑移到大气的情况下减压。
应该理解到以上描述只用于说明性目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。因此，本领域普通技术人员将理解到本发明的其他方面可从附图、说明书和所附权利要求的阅读中得到。

Claims (20)

1.一种使发动机停机的方法，该发动机包括：
发动机壳体，其限定多个气缸；
活塞，其定位成在多个气缸的每个气缸内往复运动以限定大于14：1的压缩比；
多个燃料喷射器，多个燃料喷射器的每个燃料喷射器包括气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组，并定位成直接喷射到多个气缸的相应气缸内；
气体燃料共轨和液体燃料共轨，分别流体连接到每个燃料喷射器的第一燃料入口和第二燃料入口；以及
电子控制器，其操作地联接至每个燃料喷射器，
该方法包括：
将来自燃料喷射器的气体喷嘴出口组的气体燃料和来自液体喷嘴出口组的液体燃料直接喷射到多个气缸的每个气缸内；
在多个气缸的相应气缸内压燃喷射的液体燃料；
响应于压燃喷射的液体燃料，在所述多个气缸的相应气缸内点燃喷射的气体燃料；
将发动机停机指令通讯到电子控制器；
响应于发动机停机指令关闭气体燃料关断阀，气体燃料关断阀设置在多个燃料喷射器的上游；以及
响应于发动机停机指令根据发动机停机算法继续运转发动机，发动机停机算法包括：
维持液体燃料共轨中的液体燃料压力大于气体燃料共轨中的气体燃料压力，
将气体燃料喷射到多个气缸的至少一个气缸中，以将气体燃料共轨中的气体燃料压力减小到阈值停机压力以下，以及
在气体燃料压力减小到阈值停机压力以下之后停止发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中,发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力大于第一阈值压力在正常气体喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，
第一阈值压力大于上止点(TDC)气缸压力，并且TDC气缸压力大于阈值停机压力。
3.根据权利要求2所述的方法，其中,发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第一阈值压力且大于第二阈值压力在提前的喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，提前的喷射正时早于正常气体喷射正时且早于相应活塞在压缩冲程的上止点正时，
第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料，
第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第一阈值压力且大于第二阈值压力在提前的喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，提前的喷射正时早于相应活塞在压缩冲程的上止点正时，
第一阈值压力大于上止点(TDC)气缸压力，
第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，发动机停机指令响应于手动按键断开位置通讯。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料，
第二阈值压力小于上止点(TDC)气缸压力。
10.一种发动机，包括：
发动机壳体，其限定多个气缸；
活塞，其定位成在多个气缸的每个气缸内往复运动以限定大于14：1的压缩比；
多个燃料喷射器，多个燃料喷射器的每个燃料喷射器包括气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组，并定位成直接喷射到多个气缸的相应气缸内；
气体燃料共轨和液体燃料共轨，分别流体连接到每个燃料喷射器的第一燃料入口和第二燃料入口；以及
电子控制器，其操作地联接至每个燃料喷射器，电子控制器能够：
接收指示气体燃料共轨内的气体燃料压力的信号，
接收发动机停机指令信号，并响应于发动机停机指令信号关闭气体燃料关断阀，气体燃料关断阀设置在多个燃料喷射器的上游，以及根据发动机停机算法在发动机停机指令信号之后继续运转发动机，发动机停机算法包括：
维持液体燃料共轨中的液体燃料压力大于气体燃料共轨中的气体燃料压力，
将气体燃料喷射到多个气缸的至少一个气缸中，以将气体燃料共轨中的气体燃料压力减小到阈值停机压力以下，以及
在气体燃料压力减小到阈值停机压力以下之后停止发动机。
11.根据权利要求10所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力大于第一阈值压力在正常气体喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，
第一阈值压力大于上止点(TDC)气缸压力，并且TDC气缸压力大于阈值停机压力。
12.根据权利要求11所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第一阈值压力且大于第二阈值压力在提前的喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，提前的喷射正时早于正常气体喷射正时且早于相应活塞在压缩冲程的上止点正时，
第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力。
13.根据权利要求12所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料。
14.根据权利要求11所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料，
第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力。
15.根据权利要求10所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第一阈值压力且大于第二阈值压力在提前的喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，提前的喷射正时早于相应活塞在压缩冲程的上止点正时，
第一阈值压力大于上止点(TDC)气缸压力，
第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力。
16.根据权利要求15所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料。
17.根据权利要求10所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料，
第二阈值压力小于上止点(TDC)气缸压力。
18.根据权利要求10所述的发动机，其中，发动机停机算法还包括在气体燃料压力减小到阈值停机压力以下之后将液体燃料共轨中的液体燃料压力减小到小于阈值停机压力。
19.一种机器，包括：
机器主体；
发动机，其支承在机器主体上并包括限定多个气缸的发动机壳体；
活塞，其定位成在多个气缸的每个气缸内往复运动以限定大于14：1的压缩比；
多个燃料喷射器，多个燃料喷射器的每个燃料喷射器包括气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组，并定位成直接喷射到多个气缸的相应气缸内；
气体燃料共轨和液体燃料共轨，其分别流体连接到每个燃料喷射器的第一燃料入口和第二燃料入口；以及
电子控制器，其操作地联接至每个燃料喷射器，电子控制器能够：
接收指示气体燃料共轨内的气体燃料压力的信号，
接收发动机停机指令信号，并响应于发动机停机指令信号关闭气体燃料关断阀，气体燃料关断阀设置在多个燃料喷射器的上游，以及
根据发动机停机算法在发动机停机指令信号之后继续运转发动机，发动机停机算法包括：
维持液体燃料共轨中的液体燃料压力大于气体燃料共轨中的气体燃料压力，
响应于气体燃料压力大于第一阈值压力在正常气体喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，第一阈值压力大于上止点(TDC)气缸压力，
响应于气体燃料压力小于第一阈值压力且大于第二阈值压力在提前的喷射正时将气体燃料喷射到多个气缸中，提前的喷射正时早于正常气体喷射正时且早于相应活塞在压缩冲程的上止点正时，第二阈值压力小于TDC气缸压力且大于阈值停机压力，
响应于气体燃料压力小于第二阈值压力且大于阈值停机压力根据气缸切断模式操作发动机，使得多个气缸的停用气缸在发动机循环过程中不接收气体燃料，并且多个气缸的启用气缸在发动机循环过程中接收气体燃料，
在气体燃料压力小于阈值停机压力时停止发动机，以及
在气体燃料压力减小到阈值停机压力以下之后，将液体燃料共轨中的液体燃料压力减小到小于阈值停机压力。
20.根据权利要求19所述的机器，其中，响应于操作者站内的按键断开位置，将发动机停机指令通讯至电子控制器。
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